[發明專利]一種監測濕度變化的皮革

在審

• 申請號: 201710979535.1
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107693018A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 霍峰蔚;杜勤杰;鄒冰花;謝瑞杰;鄭冰;吳建生;張所瀛;李盛;張偉娜
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;H01B5/14
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙)11400
• 代理人: 高之波,胡建鋒

技術領域

本發明涉及柔性電子器件的技術領域，特別涉及一種監測濕度變化的皮革。

背景技術

近年來，柔性電子器件由于其柔性、可穿戴性，而在人體健康監測、疾病診斷等領域受到了廣泛的關注。呼吸速率作為人體四大基本信號之一，可以直觀體現人的生命特征，對其進行監測可以在運動，臨床，航天等領域的研究有重大的意義。目前，人體呼吸的監測方式主要有溫度傳感，壓力傳感，二氧化碳氣體傳感以及光學傳感等。溫度傳感監測是根據人體呼入和呼出時氣體溫度的變化得到人體呼吸的信號，但是這種監測方式易受環境溫度變化的影響，靈敏度不高。壓力傳感監測是對人體呼入和呼出時胸腔和腹腔壓力的變化進行監測，監測過程中人體需在腹部佩戴壓力傳感器，舒適度低而且信號的輸出會受到人體正常活動的影響。

對于柔性電子器件，基底是賦予其柔性最根本的因素。現行根據濕度變化來監測呼吸的器件大多采用PDMS、PET等高分子材料為基底，這類材料用途廣泛，但價格相對較高，生物兼容性及生物可降解性差，并不適合長期跟人體接觸。為解決這個問題，近來紙及天然織物等天然高分子被廣泛用作柔性基底，但仍存在機械性能差，不能大面積加工等劣勢，難以實現商業化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種監測濕度變化的皮革，解決上述現有技術問題中的一個或者多個。

本發明提供一種監測濕度變化的皮革，包括皮革本體，所述皮革本體上設有導電物質。

在一些實施方式中，皮革本體為藍濕皮、天然革、合成革或人造革中的至少一種。

在一些實施方式中，導電物質為金屬納米材料、納米碳材料或導電高分子中的至少一種。

其中，金屬材納米料包括銀納米線，銅納米線，金納米線等，納米碳材料包括石墨烯，單壁碳納米管，多壁碳納米管，炭黑等，導電高分子包括聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚對苯撐、聚對苯撐乙烯和聚雙炔等。根據對器件靈敏度的要求可以做出相應的變化。

在一些實施方式中，導電物質通過噴涂、抽濾或印刷中的至少一種方式與皮革本體結合。

對濕度變化進行監測時，濕度的變化會引起皮革本體上導電物質的電阻變化，從而通過電阻的變化來檢測濕度的變化。

在一些實施方式中，在導電皮革上施加一定的電壓，通過檢測的電流的變化來得到電阻變化。施加的工作電壓根據電阻的不同可以在1-35V之間，優選電壓為1-10V。可監測的相對濕度范圍為0％-100％。

一種監測濕度變化的皮革可用于對人體呼吸狀態的監測，包括人體的呼吸速率，呼吸強度，呼吸驟停等。

人體呼出氣體的相對濕度可以瞬間達到100％，呼入時相對濕度在50％左右，這種呼吸前后濕度的變化明顯且受環境影響較小。因此，可以通過監測人體呼吸前后的濕度變化，來監測人體的呼吸速率，呼吸強度，呼吸驟停等呼吸活動及狀態。

本發明的有益效果：

1、本方法的優點在于提供了一種可監測濕度的柔性材料，該材料具有很好的親膚性，并且機械性能良好。

2、本方法的優點在于該制備方法簡單，原料易得，可大規模生產。

附圖說明

圖1為實施例1中頭二層藍濕皮；

圖2為實施例1中與銀納米線水溶液結合的頭二層藍濕皮；

圖3為實施例1中得到的關于人體呼吸活動的監測。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步描述。以下實施例只是用于更加清楚地說明本發明的性能，而不能僅局限于下面的實施例。

實施例1

預備頭二層牛藍濕皮，如圖1所示，將銀納米線分散在水溶液中，配制濃度為10mg/mL的銀納米線水溶液，再用噴涂的方法與二層牛藍濕皮進行復合，如圖2所示。每根電極的電阻為100Ω，通過調控銀納米線水溶液的體積可以調控電極的電阻和器件的靈敏度。對該器件施加1V的電壓，當人體呼入和呼出時，引起的電流變化差值為0.5μA。如圖3所示，隨著人體的呼入和呼出可以得到人體呼吸狀態的數據。

實施例2

將單壁碳納米管通過加表面活性劑的方法進行分散，再利用印刷的方法與頭層牛藍濕皮復合。每根電極的電阻為1000Ω，通過調節單壁碳納米管溶液的體積可以調控器件的電阻和器件的靈敏度。對該器件施加10V的電壓，當人體呼入和呼出時，引起的電流變化差值為0.3μA，隨著人體的呼入和呼出可以得到人體呼吸狀態的數據。

實施例3